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La puce métatronique remplace l’électricité par la lumière, remplace les résistances par des nanotiges – High-teK.ca

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Les ingénieurs optiques de l’Université de Pennsylvanie ont créé le premier circuit informatique où la logique est exécutée avec de la lumière au lieu de l’électricité. Surnommée « métatronique », cette logique basée sur la lumière pourrait permettre des puces informatiques plus petites, plus rapides et plus économes en énergie.

L’équipe, dirigée par Nader Engheta, a démontré qu’il est possible de fabriquer des résistances, des inductances et des condensateurs qui agissent sur la lumière. En créant une puce dotée d’un réseau de nanotiges en forme de peigne – de minuscules piliers de nitrure de silicium (photo ci-dessous) – le flux de lumière peut être contrôlé de manière à ce que la « tension » et le « courant » du signal optique puissent être modifié. En modifiant la hauteur et la largeur des nanorods et en modifiant leur disposition, différents effets peuvent être obtenus. Par exemple, si la lumière doit passer par une tige courte puis une tige haute, cela peut créer un effet de type résistance – mais un carré de quatre tiges courtes peut agir comme un condensateur optique. Le nom métatronique vient du fait que ces nanorods sont un métamatériau; un matériau qui a des propriétés qui ne peuvent pas être trouvées dans la nature.

Parce qu’Engheta et co travaillent avec la lumière au lieu de l’électricité, leur puce métatronique a des propriétés très étranges. Par exemple, la polarisation de la lumière – que l’onde lumineuse ondule vers la gauche/droite ou vers le haut/bas – affecte la façon dont elle se déplace à travers les nanorods. Lorsque la lumière est alignée avec les nanorods (photo ci-dessus), le circuit se déclenche en parallèle ; mais lorsque la lumière est perpendiculaire, le circuit est en série. En effet, un ensemble de nanotiges peut agir comme deux circuits différents, ce qu’Engheta appelle « stéréo-circuits ».

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Un réseau de nanorodsDe plus, si vous faites pivoter le circuit lui-même de 45 degrés, l’onde lumineuse frappera les nanorods de manière oblique, créant un circuit qui n’est ni série ni parallèle – une configuration qui ne se produit pas dans l’électronique ordinaire. Finalement – et attention, cela pourrait faire exploser votre cerveau – vous pourriez même construire des réseaux 3D de nanorods, où un seul arrangement pourrait agir comme des dizaines de circuits différents.

Pour mettre cela en perspective, imaginez un processeur à faible consommation d’énergie et ultra-rapide qui se transforme en GPU lorsque vous modifiez le signal d’entrée – c’est le genre de fonctionnalité que les circuits métatroniques pourraient un jour activer. À court terme, cependant, des travaux doivent être effectués sur les interconnexions optiques – et, pour l’instant, le plus proche de la création d’un transistor optique est La diode optique du MIT. À court terme, il est beaucoup plus probable que puces optoélectroniques – des puces qui mélangent la logique électronique avec des interconnexions optiques, et qui peuvent être construites à l’aide de processus semi-conducteurs standard – seront utilisées commercialement.

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